2022 Fiscal Year Annual Research Report
The mechanism in transportation and inflammation of virulent factor which is carried by extracellular vesicles
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20K07481
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| Research Institution | Kyoto Prefectural University |
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Principal Investigator |
岡 真優子 京都府立大学, 生命環境科学研究科, 准教授 (40347498)
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| Project Period (FY) |
2020-04-01 – 2023-03-31
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| Keywords | 細胞外小胞 / 大腸菌 / マクロファージ / 炎症性サイトカイン / 外膜由来小胞 / エキソソーム |
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| Outline of Annual Research Achievements |
大腸菌感染時にマクロファージから分泌される細胞外小胞と大腸菌由来細胞外小胞が存在する環境で起こる炎症反応に着目し、それぞれの細胞外小胞が感染局所から全身へと細菌の病原因子を連携して運搬することにより、マクロファージ間での炎症が惹起されることを明らかにした。宿主に感染した細菌の細胞外小胞は、感染局所から空間的に離れた場所に移動して炎症反応を惹起することができる。また、細胞外小胞を形成する脂質二重膜は、分解酵素から内包物を守っており、単独で存在するたんぱく質や核酸よりも安定性が高く、細菌由来細胞外小胞は宿主内で長時間作用できる。この炎症を惹起する大腸菌の細胞外小胞に内包されているCirAタンパク質が、炎症機構に重要な因子であることを突き止めた。大腸菌の細胞外小胞内のCirAは、CirAを内包するマクロファージの細胞外小胞の放出を促進させた。大腸菌のCirA欠損株由来細胞外小胞が作用したマクロファージの細胞外小胞は、炎症性サイトカインの産生を強く抑制した。さらに、CirA欠損株にCirAのC末端領域を相補した株により野生株と同様の炎症作用がもたらされた。人工脂質膜小胞（リポソーム）を用いた組換えCirAタンパク質によるマクロファージの炎症性サイトカイン発現は、フリーのCirAタンパク質より高かったことから、マクロファージは細胞内でCirAタンパク質を認識する可能性がある。
CirAタンパク質は環境中の鉄濃度により発現量が影響を受けることから、宿主の鉄欠乏状態では大腸菌の放出する細胞外小胞にCirAタンパク質が増大することが考えられた。CirAは、抗菌ペプチドColicin Iaのトランスポーターとして機能する外膜タンパク質であり、サルモネラや緑膿菌にも大腸菌と非常に相同性の高いCirAが発現している。このことは、CirAを発現する細菌感染症の病原性を理解する上で重要であると考える。
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[Journal Article] Escherichia coli-derived outer-membrane vesicles induce immune activation and progression of cirrhosis in mice and humans.2023
Author(s)
Natsui K, Tsuchiya A, Imamiya R, Osada-Oka M, Ishii Y, Koseki Y, Takeda N, Tomiyoshi K, Yamazaki F, Yoshida Y, Ohashi R, Ling Y, Ueda K, Moritoki N, Sato K, Nakajima T, Hasegawa Y, Okuda S, Shibata S, Terai S.
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Journal Title
Liver Int.
Volume: 43
Pages: 1126-1140
DOI
Peer Reviewed
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